कक्षा 12th के महत्ब्पूर्ण प्रश्न और उत्तर | (पाठ 1) विद्युत प्रभार और क्षेत्र |
आज हम आपको इस पोस्ट के माध्यम से भौतिक विज्ञान के पाठ 1 के सभी महत्ब्पूर्ण प्रश्न और उत्तर बताने जा रहे है और इसे आप PDF में भी DOWNLOAD कर सकते है जिससे आपकी पढ़ाई में सहायता मिलेगी |
प्रश्न 1.
हवा में 30 सेंटीमीटर की दूरी पर रखे 2 x 10-7 C और 3 x 10-7 C आवेश वाले दो छोटे आवेशित गोलों के बीच कितना बल है?
उत्तर : 
प्रश्न 2.
0.4 μC आवेश के एक छोटे से गोले पर विद्युत बल - 0.8 μC हवा में एक और छोटे गोले के कारण 0.2 N है।
(ए) दो गोले के बीच की दूरी क्या है?
(ख) पहले गोले के कारण दूसरे गोले पर कितना बल है?
उत्तर :
(क) चार्ज 2 के कारण चार्ज 1 पर बल संबंध द्वारा दिया जाता है
उत्तर:
प्रश्न 3.
जाँच करें कि अनुपात ke2/G memp. आयामहीन है। भौतिक स्थिरांक की एक तालिका देखें और इस अनुपात का मान निर्धारित करें। अनुपात क्या दर्शाता है?
उत्तर : 
इस प्रकार, दिया गया अनुपात एक संख्या है और आयामरहित है। यह अनुपात दर्शाता है कि इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन के बीच विद्युत बल उनके बीच गुरुत्वाकर्षण बल की तुलना में बहुत अधिक है।
प्रश्न 4.
(क) 'किसी पिंड का विद्युत आवेश परिमाणित है' कथन का अर्थ स्पष्ट करें।
(ख) मैक्रोस्कोपिक यानी बड़े पैमाने पर चार्ज से निपटने के दौरान इलेक्ट्रिक चार्ज की मात्राकरण की उपेक्षा क्यों की जा सकती है?
उत्तर:
(क) चार्ज प्रकृति में एक अलग इकाई के रूप में होता है। चार्ज के एक पैकेट (न्यूनतम मात्रा) को क्वांटम चार्ज कहा जाता है। इसे 'ई' से प्रदर्शित किया जाता है। आम तौर पर, एक इलेक्ट्रॉन का चार्ज 'ई' द्वारा दर्शाया जाता है और एक प्रोटॉन का चार्ज '+ ई' द्वारा दर्शाया जाता है। इसलिए, किसी भी आवेशित पिंड का आवेश ± e का अभिन्न गुणज होगा, अर्थात, ne जहाँ n = 1, 2, 3,
क्यू = ± ne
तथ्य यह है कि इलेक्ट्रिक चार्ज संग्रह मौलिक इलेक्ट्रॉनिक चार्ज के अभिन्न गुणक हैं, प्रयोगात्मक रूप से मिलिकन द्वारा सिद्ध किया गया था।
(ख) बड़े पैमाने पर विद्युत घटना से निपटने के दौरान, हम आवेश के परिमाणीकरण की उपेक्षा करते हैं क्योंकि प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन के आवेश का परिमाण इतना छोटा होता है। निरंतर चार्ज वितरण के लिए, चार्ज को चार्ज घनत्व जैसे लीनियर चार्ज घनत्व λ आदि के रूप में माना जा सकता है। हमें अलग-अलग चार्ज के लिए जाने की जरूरत नहीं है।
प्रश्न 5.
जब कांच की छड़ को रेशमी कपड़े से रगड़ा जाता है, तो दोनों पर आवेश दिखाई देते हैं। इसी तरह की घटना शरीर के कई अन्य जोड़े के साथ देखी जाती है। स्पष्ट कीजिए कि यह प्रेक्षण किस प्रकार आवेश संरक्षण के नियम के अनुरूप है।
उत्तर:
रगड़ने से पहले, कांच की छड़ और रेशमी कपड़ा दोनों विद्युत रूप से उदासीन होते हैं। दूसरे शब्दों में, काँच की छड़ और रेशमी कपड़े पर कुल आवेश शून्य होता है। जब कांच की छड़ को रेशमी कपड़े से रगड़ा जाता है, तो कांच की छड़ से कुछ इलेक्ट्रॉन रेशमी कपड़े में स्थानांतरित हो जाते हैं। परिणामस्वरूप, कांच की छड़ धनावेशित हो जाती है और रेशमी कपड़ा ऋणात्मक आवेशित हो जाता है। चूँकि कांच की छड़ पर धनात्मक आवेश का परिमाण रेशम पर ऋणात्मक आवेश के समान होता है, इसलिए निकाय पर शुद्ध आवेश शून्य होता है। इस प्रकार कांच की छड़ और रेशमी कपड़े पर आवेश का दिखना आवेशों के संरक्षण के नियम के अनुसार होता है।
प्रश्न 6.
चार-बिंदु आवेश qA = 2 μC, qB = -5 μC, या qc = -2 μC और qD = -5 μC 10 सेमी भुजा वाले वर्ग ABCD के कोनों पर स्थित हैं। वर्ग के केंद्र में रखे 1μC आवेश पर कितना बल है?
उत्तर:
आकृति की समरूपता स्पष्ट रूप से इंगित करती है कि A और C पर रखे गए 2μC के समान आवेशों के कारण 1μC आवेश समान और विपरीत बलों का अनुभव करेगा। इसी प्रकार, D और B पर रखे -5 μC आवेशों के कारण 1μC आवेश समान और विपरीत बलों का अनुभव करेगा।
अत: कुल बल = शून्य
प्रश्न 7.
(क) एक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र रेखा एक सतत वक्र है।
अर्थात् किसी क्षेत्र रेखा में अचानक विराम नहीं हो सकता। क्यों नहीं?
(ख) स्पष्ट कीजिए कि दो क्षेत्र रेखाएँ कभी भी एक दूसरे को किसी बिंदु पर क्यों नहीं काटती हैं?
उत्तर:
(क) विद्युत क्षेत्र के पूरे क्षेत्र में बल की विद्युत रेखाएं मौजूद हैं। एक आवेश का विद्युत क्षेत्र उससे बढ़ती दूरी के साथ धीरे-धीरे घटता जाता है और अनंत पर शून्य हो जाता है (i) e., विद्युत क्षेत्र अचानक गायब नहीं हो सकता। तो बल की एक रेखा में अचानक विराम नहीं हो सकता है, यह एक निरंतर वक्र होना चाहिए।
(ख) यदि बल की दो रेखाएं प्रतिच्छेद करती हैं, तो दो स्पर्शरेखाएं होंगी और इसलिए प्रतिच्छेदन बिंदु पर विद्युत क्षेत्रों की दो दिशाएं होंगी, जो संभव नहीं है।
प्रश्न 8.
दो-बिंदु आवेश qA = 3μC और qB = -3 μC निर्वात में 20 CM की दूरी पर स्थित हैं।
(क) दो आवेशों को मिलाने वाली रेखा AB के मध्य बिंदु O पर विद्युत क्षेत्र क्या है?
(ख) यदि इस बिंदु पर 1.5 x 10-9 C परिमाण का एक ऋणात्मक परीक्षण आवेश रखा जाता है, तो परीक्षण आवेश द्वारा अनुभव किया जाने वाला बल क्या है? (C.B.S.E 2003)
उत्तर:
(क) दो समान और विपरीत आवेशों के बीच अलगाव के मध्य बिंदु पर विद्युत क्षेत्र द्वारा दिया गया है|
(ख)
परीक्षण चार्ज द्वारा अनुभव किया गया बल = q0E
= (1.5 x 10-9) (5.4 x 106)
= 8.1 x 10-3 N BA के अनुदिश
प्रश्न 9.
एक प्रणाली में दो आवेश qA = 2.5 x 10-7 C और qB = -2.5 x 10-7 C बिन्दुओं पर स्थित होते हैं।
क़: (0,0, -15 CM) और ख: (0, 0, + 15 CM), क्रमशः। निकाय के कुल आवेश और विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण क्या हैं?
उत्तर:
स्पष्ट है कि दिए गए बिंदु z-अक्ष पर स्थित हैं।
शुल्क के बीच की दूरी, 21
= 15 + 15 = 30 cm = 0.3 m
कुल चार्ज = (2.5 x 10-7) - (2.5 x 10-7) = 0
द्विध्रुव आघूर्ण
= q x 21 = 2.5 x 10-7 x 0.3
= 7.5 x 10-8 Cm ऋणात्मक z-अक्ष के अनुदिश
प्रश्न 10.
एक विद्युत द्विध्रुव जिसका द्विध्रुव आघूर्ण 4 x 10-9 सेमी है, 30° पर 5 x 104 NC-1 परिमाण के एकसमान विद्युत क्षेत्र की दिशा में संरेखित है। द्विध्रुव पर लगने वाले बलाघूर्ण के परिमाण की गणना कीजिए।
उत्तर:
= pE sin 0 का प्रयोग करते हुए, हम प्राप्त करते हैं
= (4 x 10-9) (5x 10-4 पाप 30°)
= 2 x 10-4 x 1/2 = 10-4 एनएम 2
प्रश्न 11.
ऊन से रगड़े गए पॉलीथीन के टुकड़े पर 3.2 x 10-4 C का ऋणात्मक आवेश पाया जाता है।
(क) (स्थानांतरित इलेक्ट्रॉनों की संख्या का अनुमान लगाएं (किस से ?)
(ख) क्या ऊन से पॉलिथीन में द्रव्यमान का स्थानांतरण होता है?
उत्तर:
(क) q = ne का उपयोग करके, हम प्राप्त करते हैं
(ख) हां, लेकिन नगण्य मात्रा में क्योंकि इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान बहुत-बहुत छोटा होता है (स्थानांतरित द्रव्यमान = me x n = 91 x 10-31 x 2 x 1012 = 1.82 x 10-18 किग्रा)।
प्रश्न 12.
(ए) दो अछूता चार्ज तांबे के गोले ए और बी के केंद्र 50 सेमी की दूरी से अलग होते हैं। इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण का पारस्परिक बल क्या है यदि प्रत्येक पर चार्ज 6.5 x 10–7 C है? पृथक्करण की दूरी की तुलना में A और B की त्रिज्याएँ नगण्य हैं।
(बी) यदि प्रत्येक गोले को उपरोक्त राशि से दोगुना चार्ज किया जाता है, और उनके बीच की दूरी आधी कर दी जाती है, तो प्रतिकर्षण बल क्या होता है?
प्रश्न 13.
मान लीजिए कि Q 1.12 में गोले A और B के आकार समान हैं। समान आकार का एक तीसरा गोला, लेकिन अनावेशित, पहले के संपर्क में लाया जाता है, फिर दूसरे के संपर्क में लाया जाता है, और अंत में दोनों से हटा दिया जाता है। A और B के बीच नया प्रतिकर्षण बल क्या है?
उत्तर:
तीसरे गोले (जैसे C) के संपर्क में आने पर गोले A पर आवेश किसके द्वारा दिया जाता है?
जब तीसरा गोला, 3.25 10-7 C आवेश वाले गोले को B के संपर्क में कैसे लाया जाता है, तो गोले B पर छोड़ा गया आवेश किसके द्वारा दिया जाता है,
प्रश्न 14.
चित्र एक समान स्थिरवैद्युत क्षेत्र में तीन आवेशित कणों के ट्रैक दिखाता है। तीन आवेशों के लक्षण बताइए। किस कण का आवेश से द्रव्यमान अनुपात सबसे अधिक है?
उत्तर:
विपरीत आवेश एक-दूसरे को आकर्षित करते हैं, इसलिए कण 1 और 2 ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं जबकि कण 3 में धनात्मक आवेश होता है। कण 3 को अधिकतम विक्षेपण प्राप्त होता है इसलिए इसका उच्चतम आवेश (e) से द्रव्यमान (m) अनुपात होता है क्योंकि विक्षेपण, y α e/m
प्रश्न 15.
एक समान विद्युत क्षेत्र पर विचार करें E→
= 3 x 103 i^N/C ।
(ए) 10 CM के वर्ग के माध्यम से इस क्षेत्र का प्रवाह क्या है जिसका तल yz तल के समानांतर है?
(बी) उसी वर्ग के माध्यम से प्रवाह क्या है यदि उसके विमान के लिए सामान्य एक्स-अक्ष के साथ 60 डिग्री कोण बनाता है?
उत्तर:
(ए) वर्ग के माध्यम से विद्युत प्रवाह,
प्रश्न 16.
समस्या 1.15 के एकसमान विद्युत क्षेत्र का नेट फ्लक्स क्या है जो 20 सेमी उन्मुख भुजा के घन के माध्यम से होता है ताकि इसके चेहरे समन्वय विमानों के समानांतर हों?
उत्तर:
शून्य, क्योंकि घन में प्रवेश करने वाली क्षेत्र रेखाओं की संख्या घन से निकलने वाली क्षेत्र रेखाओं की संख्या के बराबर होती है।
प्रश्न 17.
एक ब्लैक बॉक्स की सतह पर विद्युत क्षेत्र का सावधानीपूर्वक माप इंगित करता है कि बॉक्स की सतह के माध्यम से शुद्ध बाहरी प्रवाह 8.0 x 103 एनएम 2/सी है।
(क) बॉक्स के अंदर नेट चार्ज क्या है?
(ख) यदि बॉक्स की सतह के माध्यम से शुद्ध बाहरी प्रवाह शून्य था, तो क्या आप यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि बॉक्स के अंदर कोई शुल्क नहीं था? क्यों या क्यों नहीं?
उत्तर :
(क) = /ε0 का उपयोग करके हम प्राप्त करते हैं q =φ ε0
= (8 x 103) (8.854 x 10-12)
= 70.8 x 10-9 सी = 0.07 μC
(ख) नहीं, ऐसा नहीं कहा जा सकता क्योंकि बॉक्स के अंदर समान संख्या में सकारात्मक और नकारात्मक प्रारंभिक परिवर्तन हो सकते हैं। यह केवल इतना ही कहा जा सकता है कि बॉक्स के अंदर का नेट चार्ज शून्य है।
प्रश्न 18.
एक बिंदु आवेश + 10 μC, 10 सेमी भुजा वाले एक वर्ग के केंद्र से सीधे 5 सेमी की दूरी पर है, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। वर्ग के माध्यम से विद्युत प्रवाह का परिमाण क्या है?
[संकेत। वर्ग को 10 सेमी किनारे वाले घन के एक तथ्य के रूप में सोचें।]
उत्तर:
जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, चार्ज को रखा जा सकता है।
प्रश्न 19.
2.0 μC का एक बिंदु आवेश एक घन गाऊसी सतह के केंद्र में 9.0 सेमी किनारे पर है। सतह के माध्यम से शुद्ध विद्युत प्रवाह क्या है?
उत्तर:
प्रश्न 20.
एक बिंदु आवेश -1.0 x 103 Nm2/C के विद्युत प्रवाह को आवेश पर केंद्रित 10.0 सेमी त्रिज्या के गोलाकार गॉसियन सतह से गुजरने का कारण बनता है।
(क) यदि गाऊसी सतह की त्रिज्या दोगुनी कर दी जाती है, तो सतह से कितना फ्लक्स गुजरेगा?
(ख) बिंदु आवेश का मान क्या है?
उत्तर:
(क) विद्युत प्रवाह केवल गाऊसी सतह से घिरे चार्ज पर निर्भर करता है और गाऊसी सतह के आकार से स्वतंत्र होता है। नई गाऊसी सतह के माध्यम से विद्युत प्रवाह समान रहता है
यानी -1 x 103 Nm2 C-1 क्योंकि संलग्न चार्ज इस मामले में भी समान रहता है।
(ख) φ = q/ε0 का उपयोग करके, हम प्राप्त करते हैं q = ε0 = (8.85 x 10-12) (-1 x 103)
यानी क्यू = -8.85 x 10-9 सी।
